CN116895593A - 保持装置以及搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供在直接搬运方式中即使在保持刚性较低的工件的情况下也能够稳定且可靠地保持工件的保持装置以及搬运装置。保持装置(10)具备垫(12)、垫支承体(14)、以及与垫(12)连通并在垫(12)与工件(100)之间产生负压的吸引路(40)，垫(12)具有相对于垫支承体(14)固定的固定区域(12a)以及未相对于垫支承体(14)固定且能够发生挠性变形的非固定区域(12b)。搬运装置(70)具备多个保持装置(10)，并搬运由多个保持装置(10)保持的工件(100)。

Description

保持装置以及搬运装置

技术领域

本发明涉及保持装置以及搬运装置，尤其是用于直接保持并搬运(直接搬运)工件(被保持物)的技术。

背景技术

在将形成有半导体装置、电子部件的晶片等工件分割为一个一个的芯片的切割装置中，具备通过主轴而高速旋转的刀片、对工件进行吸附保持的工件工作台、以及使工件工作台与刀片的相对位置变化的X、Y、Z、θ驱动部。在该切割装置中，在利用各驱动部使刀片与工件相对地移动的同时，利用刀片切入工件，从而进行切割加工(切削加工)。

在切割装置中，通常在工件的搬运时对切割框架进行吸附保持而进行搬运(例如，参照专利文献1)。通过对切割框架进行吸附保持，能够稳定地搬运加工后的工件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-86543号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在对切割框架进行吸附保持而搬运工件的方式的情况下，存在如下那样的问题。即，切割装置内的进行加工、搬运的空间需要与切割框架的框架尺寸相匹配地设计。因此，仅能够加工框架尺寸比装置内部的空间小的工件，能够加工的工件面积相对于装置面积较小而成为生产率变低的原因。另一方面，为了提高生产率需要增大框架尺寸。因此，招致进一步的成本上升、装置的大型化。

与此相对，考虑不使用切割框架，直接保持工件而进行搬运(直接搬运)，从而能够最大限度地活用装置内的空间。在直接搬运的情况下，由于不使用切割框架，因此能够在与以往相同的装置中将工件尺寸扩张到框架尺寸，能够进行更大的工件的处理。另外，对于较大的工件而言芯片获得数量增加，因此还具备有助于芯片的低廉化这样的优点。

例如，考虑代替使用切割框架，而在将工件粘贴于刚性较高的基板上的状态下进行工件的直接搬运。然而，刚性较高的基板的价格高昂，芯片低廉化变得困难。

另外，考虑不使用切割框架，而仅在工件背面(与形成器件的表面相反的一侧的面)粘贴带(切割带)，从而进行工件的直接搬运。然而，在这样的状态下进行对工件的加工的情况下，分割后的器件(芯片)仅经由工件背面的带相连因此没有刚性，成为所谓的“单薄”的状态。因此，在直接搬运工件时，由于工件的变形而对工件的吸附部容易剥离，存在无法将工件以稳定的状态保持的问题。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供在直接搬运方式中即使在保持刚性较低的工件的情况下也能够稳定且可靠地保持工件的保持装置以及搬运装置。

用于解决课题的方案

为了达成本发明的目的，本发明的保持装置保持被保持物，其中，所述保持装置具备：平板状的垫，其能够与被保持物抵接并具有挠性，垫支承体，其支承垫；以及吸引路，其与垫连通并使负压作用于垫与被保持物之间，垫具有固定区域和非固定区域，该固定区域相对于垫支承体固定，该非固定区域设置于固定区域的周围，且未相对于垫支承体固定而能够发生挠性变形。

在本发明的一方式中，优选的是，吸引路与吸引源连接，基于吸引源的排气速度与形成于被保持物的槽在垫处的管路阻力的大小相应地设定为垫能够吸附被保持物的速度。

在本发明的一方式中，优选的是，被保持物是在垫所抵接的一侧的表面形成有槽的工件，在工件的与表面相反的一侧的背面粘贴有片材。

为了达成本发明的目的，本发明的搬运装置具备多个本发明的保持装置，在利用多个保持装置保持被保持物的状态下进行被保持物的搬运。

在本发明的一方式中，优选的是，具备：垫连结基座，其固定多个保持装置；搬运基座，其搬运垫连结基座；以及施力构件，其设置于搬运基座与垫连结基座之间，并沿使搬运基座与垫连结基座的距离变化的方向施力。

发明效果

根据本发明，在直接搬运方式中，即使在保持刚性较低的工件的情况下，也能够稳定且可靠地保持工件。

附图说明

图1是实施方式的保持装置的主要部分立体图。

图2是图1所示的保持装置的主要部分剖视图。

图3是工件的立体图。

图4的IVA是工件的剖视图，图4的IVB是示意性示出工件挠曲了的状态的说明图。

图5是示出由保持装置吸附保持着工件的状态的说明图。

图6是示出保持装置的第一变形例的外观图。

图7的VIIA是示出保持装置的第二变形例的侧视图，图7的VIIB是示出垫的动作的说明图。

图8是从上方观察实施方式的搬运装置而得到的立体图。

图9是从侧方观察图8所示的搬运装置而得到的立体图。

图10是示出保持装置的另一方式的一例的立体图。

附图标记说明

10保持装置，10A保持装置，12垫，12a固定区域，12b非固定区域，12A垫，14垫支承体，16吸引泵，18吸引孔开口面，22吸引孔，28支承部主体，30金属板，32配管，34接口部，36座部，36A座部，38金属板固定面，40吸引路，42开口部，44垫固定面，50保持装置，60保持装置，70搬运装置，72垫连结基座，72A端部，72B中央部，74搬运基座，74A端部，74B中央部，76搬运机构，80弹簧，100工件，102槽，106切割带。

具体实施方式

以下，按照附图对本发明的保持装置以及搬运装置的实施方式进行说明。

[保持装置]

图1是实施方式的保持装置10的主要部分立体图，图2是图1所示的保持装置10的主要部分剖视图。实施方式的保持装置10是用于直接保持工件的装置。该保持装置10如图1以及图2所示那样具备垫12、垫支承体14以及吸引泵16。垫12是本发明的垫的一例，垫支承体14是本发明的垫支承体的一例，吸引泵16是本发明的吸引源的一例。

在此，参照图3以及图4对由实施方式的保持装置10保持的工件进行说明。

图3是工件100的立体图。另外，图4的IVA是图3所示的工件100的剖视图，图4的IVB是示意性示出图4的IVA所示的工件100挠曲了的状态(单薄的状态)的说明图。

如图3所示那样，由实施方式的保持装置10保持的工件100不使用切割框架，而仅在工件100的背面(与形成器件的表面相反的一侧的面)粘贴有切割带106。工件100是本发明的工件的一例，切割带106是本发明的片材的一例。

本例的工件100构成为在俯视下呈矩形形状。在该工件100中，沿着相互交叉的多个分割预定线形成的多个槽102形成为棋盘格状。槽102作为一例是由切割装置(未图示)的高速旋转的刀片加工而成的，且如图4的IVA以及IVB所示那样，将工件100贯通而切入至切割带106(所谓的全切割加工)。需要说明的是，工件100的形状并不限定于矩形形状，例如也可以是圆形。另外，槽102的方式并不限定于棋盘格状，例如也可以是多条槽仅沿一方向形成的方式，另外，也可以是仅形成有一条槽的方式。另外，槽102的加工方式并不限定于全切割加工，例如也可以是半切割加工或者半全切割加工。

作为切割带106，例如使用PVC(polyvinylchloride：聚氯乙烯)系的带。工件100例如也可以经由DAF(DieAttachFilm：晶片粘接膜)等膜状粘接材料而粘贴于切割带106。在该情况下，作为膜状粘接材料，例如能够使用PO(polyolefin：聚烯烃)系的材料。

返回图1以及图2，对实施方式的保持装置10继续进行说明。

实施方式的保持装置10如已述的那样具备垫12。如图1以及图2所示那样，垫12构成为薄板状，且作为一例在俯视下形成为矩形形状。需要说明的是，垫12的形状并不限定于矩形形状，例如也可以是圆形(参照图6)。

另外，在垫12的中央部形成有经由后述的开口部42以及吸引路40而与吸引泵16连通的吸引孔22(参照图2)。通过吸引泵16经由开口部42以及吸引路40而对吸引孔22赋予负压。由此，垫12的吸引孔开口面18(在图2中为下侧的面)作为吸附被保持物即工件100的吸附面而发挥功能。需要说明的是，在本例中，在使垫12与工件100(参照图3)的表面(与粘贴切割带106的一侧相反的一侧的面)接触的状态下吸附保持工件100。工件100是本发明的被保持物的一例。

如图1以及图2所示那样，垫支承体14具备支承部主体28以及金属板30。支承部主体28具有与配管32连结的接口部34以及在接口部34的下部一体构成的平板状的座部36，且例如由刚性较高的金属构成。座部36构成为在俯视下呈矩形形状。该座部36的金属板固定面38(配置金属板30的一侧的面)构成为平面状。并且，在座部36的金属板固定面38固定金属板30。在接口部34以及座部36形成有与配管32连通的吸引路40。需要说明的是，座部36的形状并不限定于矩形形状，例如也可以是圆形(参照图6)。

如图1以及图2所示那样，配管32的一端固定于接口部34，配管32的另一端连接于吸引泵16。吸引泵16经由配管32、吸引路40以及开口部42而与吸引孔22连通。由此，与吸引泵16的驱动相应地对吸引孔22赋予负压，因此能够将被保持物(工件100)吸附保持于垫12的吸引孔开口面(吸附面)18。

金属板30通过螺钉等紧固构件而可拆卸地固定于座部36的金属板固定面38。另外，在金属板30形成有与吸引路40连通的开口部42。由本例的开口部42和吸引路40构成本发明的吸引路。另外，在金属板30与座部36之间配置有O型环(未图示)。该O型环配置于围绕吸引路40的位置，通过O型环而防止吸引路40内的空气的泄露。

在金属板30的垫固定面44(与座部36相反的一侧的面)利用粘接剂而固定有垫12。垫12相对于金属板30的垫固定面44的固定方式并没有特别限定，但在如后述那样作为垫12而采用橡胶制的垫的情况下，与螺钉等紧固构件相比优选为基于粘接剂的固定方式。需要说明的是，如上所述，固定垫12的金属板30构成为能够从座部36拆卸(装卸自如)，因此例如在垫12磨损了的情况下，能够将垫12与金属板30一起从座部36拆卸而更换为新的垫12(包括金属板30)。

在此，对实施方式的垫12的结构进行详细说明。

垫12由挠性构件构成。作为挠性构件，能够例示橡胶。作为橡胶，能够例示氯丁橡胶以及硅橡胶等具有柔软性的软质橡胶。需要说明的是，作为挠性构件，并不限定于橡胶，例如也可以采用PVC等具有柔软性的软质塑料。但是，从如后所述使垫12的非固定区域12b依照工件100的形状而变形的观点出发，与软质塑料相比优选橡胶。

如上述那样由挠性构件构成的垫12的构成为在俯视下呈矩形形状的平面区域(垫区域)中的除了其外缘部以外的中央区域是固定于垫支承体14的区域，其中央区域的周边区域是未固定于垫支承体14的区域。即，构成垫12的垫区域(俯视呈矩形形状的区域)中的包括中央部的规定范围的中央区域成为相对于垫支承体14(金属板30的垫固定面44)固定的固定区域12a，与该固定区域12a相比位于面外侧的周边区域成为未相对于垫支承体14(金属板30的垫固定面44)固定的非固定区域12b。需要说明的是，在固定区域12a的中央部形成有吸引孔22，吸引泵16经由开口部42以及吸引路40而与该吸引孔22连通。固定区域12a是本发明的固定区域的一例。非固定区域12b是本发明的非固定区域的一例。

接着，对实施方式的保持装置10的作用进行说明。

图5是示出由保持装置10吸附保持工件100的状态的概要说明图。如图5所示那样，设为使垫12的吸引孔开口面(吸附面)18抵接于工件100的表面的状态。并且，当在该状态下驱动吸引泵16(参照图2)时，对吸引孔22赋予负压。由此，在垫12的吸引孔开口面18与工件100的表面之间作用有负压，而成为将工件100吸附保持于垫12的状态。

在这样进行基于垫12的吸附保持时，在垫12的中央区域形成的固定区域12a相对于垫支承体14(金属板30的垫固定面44)固定，因此与固定区域12a接触的工件100的中央区域在维持平坦的状态的同时被吸附保持于垫12。另一方面，在垫12的周边区域形成的非固定区域12b未相对于垫支承体14(金属板30的垫固定面44)固定而能够依照工件100的变形而柔软地变形(能够发生挠性变形的区域)。因此，即使与垫12的非固定区域12b接触的部分即工件100的周边部由于自重而发生了挠曲变形，垫12的非固定区域12b也能够依照该挠曲变形而追随变形从而吸附保持工件100的周边部。

在此，对进行基于垫12的吸附保持时的吸引泵16的吸引量(送风量)进行说明。吸引泵16在由垫12吸附保持工件100(参照图3)的情况下，设定为能够吸引比从图3所示的槽102经由吸引孔22向吸引路40流入的空气量(外部气体量)大的风量的吸引量。具体说明的话，以使吸引泵16的马达的转速成为上述的风量的方式设定吸引量。即，吸引泵16的马达的转速设定为以比经由槽102向吸引路40流入的空气量大的排气速度进行吸引的转速。需要说明的是，基于吸引泵16的上述的排气速度与形成于工件100的槽102在垫12处的管路阻力的大小相应地设定为垫12能够吸附工件100的速度。上述的管路阻力由槽102的宽度、深度、条数、形状等决定。另外，图2所示的箭头A示出吸引泵16被驱动的情况下的空气流动方向。

在如上述那样设定吸引泵16的马达的转速而驱动吸引泵16，并使垫12的吸引孔开口面18抵接于工件100的表面的情况下，外部气体从槽102向工件100与垫12之间流入(漏入)。此时，吸引泵16以吸引比向吸引路40流入的空气量(外部气体量)大的风量的转速而被驱动。其结果是，还与基于槽102的管路阻力的作用相叠加，在垫12的吸引孔开口面18与工件100的表面之间产生负压，将工件100的表面吸附保持于垫12的吸引孔开口面18。

因此，根据实施方式的保持装置10，由于具备垫12的固定区域12a以平坦的状态对工件100进行吸附保持并且形成于其周边区域的非固定区域12b依照工件100的挠曲变形地进行吸附保持的结构，因此即使在吸附保持刚性较低的所谓的“单薄的状态”的工件100的情况下，垫12也依照工件100的变形状态而变形，因此垫12不会从工件100剥离而牢固地进行吸附。因此，能够稳定且可靠地保持工件100。

另外，根据实施方式的保持装置10，垫12具备能够以平坦的状态对工件100进行吸附保持的固定区域12a，从而在利用垫12对工件100进行吸附保持时工件100的变形被整体抑制，因此能够防止形成于工件100的芯片(器件)间的接触等不良情况。

另外，根据实施方式的保持装置10，能够在与以往相同的尺寸的装置(例如，切割装置)中将工件尺寸扩张至框架尺寸，因此能够进行更大的尺寸的工件的处理。另外，在尺寸较大的工件中芯片获得数量增加，因此也具备有助于芯片的低廉化这样的优点。

需要说明的是，作为对工件100进行吸附保持的其他方式，可以举出(1)基于静电卡盘的吸附保持、(2)基于伯努利卡盘的吸附保持、(3)基于高吸附力垫的吸附保持、(4)对工件背面侧进行吸附保持。

然而，(1)基于静电卡盘的吸附保持存在切削后的水残留于槽(切口)102而难以进行保持力的控制这样的问题。另外，(2)基于伯努利卡盘的吸附保持存在在工件100的刚性较低的情况下容易剥离而落下这样的问题。另外，(3)基于高吸附力垫的吸附保持由于吸附面成为凹形状，因此存在所吸附的工件100呈凹状挠曲而芯片彼此容易接触的问题。另外，(4)对工件背面侧进行吸附保持存在在将工件100装配于卡盘台时需要用于保持工件100的其他机构这样的问题。

与此相对，实施方式的保持装置10即使在刚性较低的工件100的情况下，与(1)至(4)所示的各方式相比，也不产生上述问题，而能够以简易的结构稳定且可靠地吸附保持工件100。

需要说明的是，在上述的实施方式中，作为保持装置10所吸附保持的被保持物，将图3所示的工件100作为一例而示出，但不限定于此，例如也可以是未形成槽的加工前的工件，也可以是在背面未粘贴切割带的工件。

接着，对实施方式的保持装置10的变形例进行说明。

[第一变形例]

图6是示出保持装置的第一变形例的外观图。图6所示的保持装置50具有应用了圆形的垫12和圆形的座部36的结构。保持装置50例如优选应用于圆形的工件。

[第二变形例]

图7的VIIA是示出保持装置的第二变形例的侧视图，图7的VIIB是示出垫12的动作的说明图。图7所示的保持装置60具有垫12与座部36各自的表面形状(俯视下的形状)相同的结构。作为该情况的表面形状，例如可以为矩形也可以为圆形。另外，本例的保持装置60不具有图2所示的金属板30，而在座部36的下表面直接固定有垫12。构成垫12的垫区域中的包括中央部的规定范围的中央区域成为相对于座部36固定的固定区域12a，与该固定区域12a相比位于面外侧的周边区域成为未相对于座部36固定的非固定区域12b。其结果是，保持装置60能够得到与实施方式的保持装置10(参照图1)相同的效果。需要说明的是，在图7中，例示了垫12与座部36各自的表面形状相同的结构，但并不限定于此，也可以是垫12的表面形状比座部36的表面形状小的方式。

接着，说明使用了实施方式的保持装置10的搬运装置的一例。

图8是从上方观察实施方式的搬运装置70而得到的立体图，图9是从侧方观察图8所示的搬运装置70而得到的立体图。

如图8以及图9所示那样，搬运装置70具备多台(在本例中为5台)保持装置10(10A)，并以利用这些保持装置10(10A)保持一个工件100的状态进行搬运。

该搬运装置70具备垫连结基座72、搬运基座74以及弹簧80。垫连结基座72是本发明的垫连结基座的一例，搬运基座是本发明的搬运基座的一例，弹簧80是本发明的施力构件的一例。

如图8以及图9所示那样，垫连结基座72构成为在俯视下呈大致X状。垫连结基座72具有4处端部72A，并在这些端部72A分别固定有保持装置10。另外，垫连结基座72具有中央部72B，并在中央部72B安装有保持装置10A。

图10是保持装置10A的立体图。保持装置10A构成为垫12A以及座部36A的形状在俯视下呈长方形，但基本的构造与保持装置10相同，因此在此省略说明。

需要说明的是，本例的5台保持装置10(10A)以使各自的垫12(12A)的吸引孔开口面18位于同一水平面上的方式分别固定于垫连结基座72。另外，在本例中，例示了具有5台保持装置10(10A)的搬运装置70，但并不限定于此，也可以是至少具有两台保持装置10的结构的搬运装置。

如图8以及图9所示那样，搬运基座74配置于垫连结基座72的上方。即，搬运基座74相对于垫连结基座72设置于与多个保持装置10(10A)相反的一侧，搬运基座74构成为在俯视下呈大致十字状。搬运基座74具有4处端部74A。在搬运基座74的下方配置的垫连结基座72经由在搬运基座74的各端部74A设置的弹簧80而上下移动自如(浮动)地支承于搬运基座74。即，弹簧80通过设置于搬运基座74与垫连结基座72之间，从而具有沿使搬运基座74与垫连结基座72的距离变化的方向施力的功能。

如图8以及图9所示那样，在搬运机构76中虽然省略了具体的结构，但作为搬运机构76，例如能够应用机械臂。在应用了机械臂的情况下，优选将机械臂的前端部连结于搬运基座74的中央部74B。由此，能够利用上述的机械臂搬运被吸附保持于保持装置10(10A)的工件100。

另外，搬运机构76具备包括在搬运基座74与垫连结基座72之间配置的多个(在本例中为4个)弹簧80的浮动机构，因此通过该浮动机构，连结固定于垫连结基座72的各保持装置10(10A)的吸引孔开口面18相对于搬运基座74可动。因此，能够减小利用机械臂使各保持装置10(10A)的吸引孔开口面18与工件100的表面接触时的冲击，并顺畅地进行向各保持装置10(10A)的吸引孔开口面18吸附保持的动作。

当列举切割装置的情况为例进行说明时，利用保持装置10(10A)对设置于装载口的槽加工前的工件100进行吸附保持，并驱动机械臂而将该工件100搬入加工部(卡盘台)。并且，利用保持装置10(10A)对槽加工后的工件100进行吸附保持，驱动机械臂而将该工件100从加工部搬出。在此，通过在搬运装置70搭载多台保持装置10(10A)，即使是大面积的工件100也能够在保持俯视形状的状态下进行吸附搬运。需要说明的是，图8以及图9所示的工件100作为一例是230mm×200mm尺寸的工件。另外，保持装置10的垫12作为一例是35mm×35mm尺寸的工件。

需要说明的是，本例的搬运装置70是在垫连结基座72的上方配置有搬运基座74的结构，但并不限定于该结构，也可以是在垫连结基座72的下方配置有搬运基座74的结构。

另外，本发明的保持装置以及搬运装置并不限于上述的切割装置，也能够应用于激光切割装置等。另外，也能够应用于与这些加工装置(切割装置、激光切割装置等)分体构成的专用的保持装置以及搬运装置。

以上，对本发明的保持装置以及搬运装置的一例进行了说明，但本发明的技术并不限定于实施方式，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良或变形。

Claims (5)

1.一种保持装置，其保持被保持物，其中，

所述保持装置具备：

平板状的垫，其能够与所述被保持物抵接并具有挠性；

垫支承体，其支承所述垫；以及

吸引路，其与所述垫连通并使负压作用于所述垫与所述被保持物之间，

所述垫具有固定区域和非固定区域，该固定区域相对于所述垫支承体固定，该非固定区域设置于所述固定区域的周围，且未相对于所述垫支承体固定而能够发生挠性变形。

2.根据权利要求1所述的保持装置，其中，

所述吸引路与吸引源连接，

基于所述吸引源的排气速度与形成于所述被保持物的槽在所述垫处的管路阻力的大小相应地设定为所述垫能够吸附所述被保持物的速度。

3.根据权利要求1或2所述的保持装置，其中，

所述被保持物是在所述垫所抵接的一侧的表面形成有槽的工件，在所述工件的与所述表面相反的一侧的背面粘贴有片材。

4.一种搬运装置，其中，

所述搬运装置具备多个权利要求1至3中任一项所述的保持装置，

所述搬运装置以利用多个所述保持装置保持所述被保持物的状态进行所述被保持物的搬运。

5.根据权利要求4所述的搬运装置，其中，

所述搬运装置具备：

垫连结基座，其固定多个所述保持装置；

搬运基座，其搬运所述垫连结基座；以及

施力构件，其设置于所述搬运基座与所述垫连结基座之间，并沿使所述搬运基座与所述垫连结基座的距离变化的方向施力。